11.10 : Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель является важным элементом в электронике для эффективного преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Состоящий из четырех диодов, сконфигурированных в виде моста, этот выпрямитель эффективно обрабатывает как положительные, так и отрицательные полуволны переменного тока, что делает его превосходящим полуволновые и полно-волновые выпрямители с отводом от средней точки по параметрам регулирования напряжения и стабильности выхода.

В процессе работы мостовой выпрямитель пропускает ток через два своих диода в каждом полупериоде входного переменного напряжения. В частности, в положительных полупериодах диоды D_1 и D_2 проводят ток, позволяя ему проходить через нагрузочный резистор R, в то время как диоды D_3 и D_4 находятся в обратном смещении и не проводят ток. Эта схема меняется в отрицательных полупериодах, когда диоды D_3 и D_4 проводят ток, а D_1 и D_2 находятся в обратном смещении. Несмотря на переменный характер входного напряжения, ток через нагрузочный резистор R остается в одном направлении, обеспечивая устойчивый положительный пульсирующий выход постоянного тока.

Требуемое пиковое обратное напряжение (PIV) равно напряжению диода (V_D), вычтенному из входного напряжения (V_S), что дает значение, приблизительно равное половине от выпрямителя с отводом от средней точки. Таким образом, мостовой выпрямитель является более эффективным и позволяет создавать более компактные и экономичные конструкции.

Кроме того, вторичная обмотка трансформатора в схеме мостового выпрямителя требует меньшего числа витков, чем в конфигурации с отводом от средней точки, что увеличивает его общую эффективность. Производительность мостового выпрямителя также можно значительно улучшить, интегрировав диоды Шоттки, известные своим низким падением напряжения в прямом направлении и быстрым временем восстановления, или добавив фильтр-конденсатор для минимизации пульсаций, что обеспечивает более качественный выход постоянного тока.